[发明专利]气体流速校验系统和方法

说明书

本申请是申请日为2006年3月15日、申请号为200680011776.7且名称 为“气体流速校验系统和方法”的发明专利的分案申请。

发明背景

有些现代半导体晶片制造过程要求给反应室提供精心控制的处理气体， 这种处理气体被用来支持或完成该半导体晶片的处理。举例来说，在等离子 体刻蚀过程中，为刻蚀室提供一种处理气体，这种刻蚀气体被转化为刻蚀晶 片表面材料的等离子体。在大多数情况下，半导体晶片制造过程要求所提供 的处理气体是经过精心控制的。更具体地说，反应室处理气体的流速需要维 持在由制造过程清单所规定的范围内。通常处理气体的流速由反应室上游的 质量流控制器(MFC)来控制。因此，处理气体流速的控制精度一般由处理 气体要通过的MFC的精度决定。

应该了解，MFC装置是一种复杂而灵敏的仪器，它具有取决于很多因 素的现实气体流速控制精度。在MFC装置制造过程中，由MFC提供的气体 流速控制应经过校验，确定它是处于规定的MFC设计指标误差以内。这种 在制造过程中的MFC校验，一般是在使用N₂气的受控实验室环境中进行 的。因此，这种在制造过程中的MFC校验的环境条件不一定是MFC的实际 工作条件。此外，将使用N₂气的MFC校验结果转变为代表实际气体的相应 校验结果，牵涉到一些转换因素。应该知道，这些转换因素具有固有的不确 定性。还有，在MFC装置运到终端用户并在终端用户系统中安装之后， MFC装置的误差可能超出设计指标。再者，MFC装置的气体流速控制能力 需要定期校验，以确保误差超出状况不会以校正漂移，零点漂移，或气体校 正误差的形式出现，这些漂移或误差可能在MFC装置启动或运行的过程中 产生。

考虑到以上情况，人们希望校验使用实际气体的现实环境中MFC装置 的气体流速控制能力。然而，用来校验MFC装置的气体流速控制能力的终 端用户设备，一般不满足MFC设计指标的严格误差要求。所以，需要改进 在预定工作条件下与精确校验MFC装置的气体流速控制能力有关的工艺。

发明内容

应该指出，本发明可以按许多方式实施，如过程、设备、系统、装置或 方法等。下面将对本发明的几个有创意的实施例加以说明。

在一个实施例中，介绍了一种气体流速校验设备。此设备包括被限定在 第一室内的第一体积，和被限定在第二室内的第二体积。第二体积大于第一 体积。该装置还包括第一压力测量装置和第二压力测量装置。第一和第二压 力测量装置中的每一个在结构上做成与第一体积、第二体积中的任一个，或 者第一和第二体积两者，通过流体联通相连接。第二压力测量装置能比第一 压力测量装置测量更高的压力。该装置还能使第一体积，第二体积中的一 个，或第一和第二体积两者，被选作测量气体流速的测试体积。此外，第一 压力测量装置或第二压力测量装置中每一个，都可以被选择来测量该测试体 积内的压力。

在另一个实施例中，介绍一种用于半导体处理的中央组合工具平台。该 工具平台包括一些可以从中央位置进入的晶片处理模块。该工具平台还包括 一些供气控制系统，其中每一个系统与晶片处理模块的相应一个相联系。该 工具平台还包括一个气体流速校验装置，它处于相对于那些晶片处理模块的 中央位置。这个气体流速校验装置通过流体连通选择性地与那些供气控制系 统中的每一个相连接。此气体流速校验装置可测量由气体流速校验装置选择 性地连接的供气控制系统提供的气体流速。

在另一个实施例中，介绍一种气体流速校验装置的操作方法。此方法包 括鉴别目标气体流速范围。然后依据鉴别出的目标气体流速范围选择气体流 速校验装置内的测试体积。被选择的测试体积为小体积或大体积。同时根据 鉴别出的目标气体流速范围选择气体流速校验装置内的压力测量装置。被选 择的压力测量装置为较低的压力测量装置或较高的压力测量装置。接着对被 选择的测试体积抽气。方法的下一步是让该测试体积对要测量气体流速的气 体敞开。然后测量该测试体积内的压力增长速率。另外，还要测量该测试体 积内的温度。利用所测量的测试体积内的压力增长速率和温度来确定进入测 试体积的流速。

从下面结合举例说明本发明的附图所作的详细描述中，我们将更清楚地 了解本发明的其它形式和优点。

附图说明

图1A是根据本发明一个实施例的包括多个处理模块的中央组合工具平 台的顶视图；